Тепловое и ультразвуковое литье под давлением

Литье пластмасс под давлением предлагает инженерам множество преимуществ. Этот производственный процесс является быстрым, универсальным и идеально подходит для производства больших количеств сложных деталей с высоким уровнем точности. Более того, литье под давлением совместимо с перерабатываемыми материалами и дает минимальное количество отходов, что делает его одним из наиболее экологически чистых производственных процессов. Детали, изготовленные методом литья под давлением, сами по себе прочны, но пластик сам по себе может не подойти для некоторых высокопроизводительных вариантов использования, требующих крепежных деталей.

Вот где вступают в действие литье под давлением, тепловая и ультразвуковая установка. Все эти процессы включают в себя вставку металлической резьбовой вставки в формованную деталь, чтобы сделать ее более прочной и износостойкой, но это очень разные методы. Ниже приводится подробное описание литья под давлением в сравнении с тепловой и ультразвуковой установкой, а также основные рекомендации для инженеров.

Вставить молдинг

Литье под давлением — это разновидность литья под давлением, которая включает формование пластикового материала вокруг предварительно размещенной вставки. Во время этого процесса вставка помещается в полость формы, когда форма открыта. Затем форма закрывается, впрыскивается пластик, и вокруг предварительно размещенной вставки формируется твердая деталь. Литье под давлением имеет широкое применение во многих отраслях промышленности, от аэрокосмической до медицинских, и обычно используется для создания деталей, используемых для дальнейшей сборки.

Литье со вставкой может обеспечить высококачественное соединение между пластиковой деталью и вставкой. Однако создание пресс-формы после того, как она может принять резьбовую вставку, может оказаться сложным процессом. Инженеры, которые знают, что им понадобится вставка в свою деталь, могут оптимизировать свою конструкцию с учетом этого и избежать трудоемких модификаций.

Тепловая установка

В отличие от вставного литья, термомонтаж представляет собой гибкий способ добавления резьбовых вставок, который можно выполнить в любое время. Тепловая установка включает в себя предварительный нагрев вставки, а затем ее вдавливание с помощью ручного или пневматического пресса в предварительно сформированные отверстия в пластике. Необходимо приложить контролируемое усилие и изменение температуры, чтобы обеспечить достаточное расплавление окружающего пластика, прежде чем можно будет установить вставку.

Поскольку перед установкой вставку необходимо нагреть, предпочтение отдается определенным материалам и более простой геометрии. Материал вставки должен быть хорошо проводящим, например, латунь или алюминий, чтобы он мог быстро проводить тепло во время установки и быстро охлаждаться после этого. Вставки часто имеют накатку, предназначенную для захвата сопрягаемой поверхности и создания сильных удерживающих усилий. Тепловой монтаж, как и ультразвуковой, лучше всего использовать для прототипирования, потому что в него легко вносить изменения. Например, если выбранная вставка слишком мала, инженер может просто увеличить отверстие и начать установку заново. Нет необходимости изменять весь инструмент.

Тепловая установка имеет множество преимуществ. Он универсален, надежен, а использование тепла позволяет расплавленному термопластику свободно перетекать в удерживающие элементы. Тепловая установка также очень рентабельна. В среднем тепловые монтажные машины стоят на 50% меньше, чем ультразвуковые монтажные машины. Однако для тепловой установки обычно требуется больше времени, чем для ультразвуковой.

Ультразвуковая установка

Там, где в тепловой установке используется резистивный нагревательный элемент, в ультразвуковой установке для установки вставок используются высокочастотные вибрации. В этом процессе используется двусторонний подход. В то время как пневматический цилиндр оказывает давление на вставку и вдавливает ее в формованное отверстие, ультразвуковой рупор превращает электрическую энергию в механические вибрации. Рупор, изготовленный из различных металлов, таких как нержавеющая сталь и алюминиевые сплавы, посылает вибрации во вкладыш. Высокочастотные вибрации создают тепло, которое плавит термопластик, окружающий вставку.

В дополнение к ультразвуковому рупору, ультразвуковая установка также требует постоянного источника электроэнергии, таймеров контроля цикла и преобразователя электрической или механической энергии. Все эти компоненты могут показаться сложными, но ультразвуковая установка на самом деле является очень быстрым и адаптируемым процессом. Ультразвуковые машины можно легко модифицировать для работы со вставками различных размеров, форм и сложной геометрии.

Время цикла варьируется в зависимости от размера пластины, но этот процесс, как правило, выполняется быстрее для пластин с наружным диаметром менее ¼ дюйма. Более того, ультразвуковая установка более безопасна, чем термическая установка, поскольку она не требует сильного нагрева. Ультразвуковая установка имеет такую ​​же или лучшую стабильность, как установка тепла, но обычно она дороже.

Начало работы с литьевым формованием

Поскольку до 75 % производительности вставки зависит от того, насколько хорошо она была установлена, очень важно, чтобы инженеры и менеджеры по продукции взвесили все соответствующие соображения, чтобы принять наилучшее решение для своего проекта. Инженерам следует рассмотреть возможность использования литья с вставками, если они знают, что их конструкция потребует вставки, и учли эту потребность с самого начала производства.

Тепловая установка обеспечивает высокую производительность и согласованность при более низкой цене, но ультразвуковая установка выполняется быстрее и часто легче адаптируется. Инженерам проще принять взвешенное решение относительно методов установки с помощью надежного партнера-производителя.

В Fast Radius мы стремимся помочь новаторам воплотить свои идеи в жизнь с помощью аддитивных и традиционных методов производства. Мы предлагаем стратегические рекомендации относительно наилучшего метода установки вашей формованной детали, а также комплексную поддержку на протяжении всего жизненного цикла производства — от проектирования и прототипирования до реализации. Свяжитесь с нами сегодня, если вы готовы начать работу.

Ознакомьтесь с другими подробными руководствами по методам производства и материалам в центре ресурсов Fast Radius.

Готовы создавать детали с помощью Fast Radius?

Начать цитату